Fe2O3/氮掺杂生物质碳复合材料制备及其在超级电容器中的应用

作者：魏帅; 李朝霞; 孟淑娟; 朱星臣; 卢新宇; 苏琼^*; 王彦斌^*

来源：复合材料学报, 2023, 40(10): 5736-5749.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20230117.001

• 生物质
• Fe2O3
• 氮掺杂
• 复合材料
• 超级电容器
• 电极材料
• 储能

开发具有离子/电子传输速度快，表面化学可调的可再生、低成本、环保的电极材料是目前储能器件发展的迫切需要。近年来，生物质碳材料因其低成本、可再生、循环性能好等优点备受关注，但其比电容和能量密度较低影响了其实际应用。在此，将生物质废弃物转化为具有良好化学性质的碳材料，并通过杂原子掺杂生物质碳材料与过渡金属氧化物Fe2O3进行复合，利用Fe2O3与氮掺杂碳的互补优势，以一步碳化法制备出Fe2O3/氮掺杂生物质碳(NBCs)复合材料，表现出优异的电化学性能。结果表明：Fe2O3/NBCs作为负极材料在1 A·g-1电流密度下的比电容为575 F·g-1。同时，将Fe2O3/NBCs-700℃和NiCoFe-P分别为负极和正极材料组装成不对称超级电容器，在功率密度为800 W·kg-1的情况下，能量密度达到33.3 W·h·kg-1。组装的不对称超级电容器还表现出优异循环稳定性，经过3 500次循环后仍保持82.4%的电容。因此，Fe2O3/NBCs作为负极电极材料，是极具有前途的超级电容器电极材料。

• 单位
  西北民族大学